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1、个人收集整理 勿做商业用途一 EDI装置的概述连续电渗析除盐装置(EDI，Electdeionization ）,是利用混合离子交换树脂吸附给水的阴阳离子,同时这些被吸附的离子在直流电压的作用下,分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。此过程离子交换树脂不需要酸和碱再生，水（H2O）在电场的作用下电解成OH和H+，分别再生阴阳树脂，实现连续除盐的效果。这一新技术代替传统的混合床装置(DI）和电渗析（ED），从而可以得到电阻率高达18M*CM的超纯水。利用反渗透技术进行一次除盐，再用EDI技术进行二次除盐就可以彻底使纯水制造过程连续化，避免使用酸碱再生,大大降低纯水运行成本，因此EDI技术给水处理
2、技术带来革命性的进步。目前市场上可以购得EDI品牌有以下几种：Ecell（美国产）、Usfilter（美国产)、Qmexell（欧美公司中国工厂生产)、Electropure(美国产)、Capure（加拿大产)，她们在国内均有水处理工程公司代理经销及维保。一 EDI技术相关知识1 EDI工作过程一般自然资源，包括洋、海、江、湖、地下水及空气中相当数量的水蒸汽,水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子构成的,可大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，水中存在钠、钙、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解物，这些化合物有带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。前段通过砂滤、碳滤、阳离子
3、交换器、保安过滤器，再通过反渗透(RO)的处理，9599以上的离子可以去除。RO淡水(EDI给水)电阻率一般范围在0.051.0M*CM，即电导率的范围为201s/CM.根据应用的情况，EDI去离子淡水电阻率一般范围在518M*CM。另外，原水中也有可能包含其他微量元素，溶解的气体（如CO2)和一些弱电解质（如硼，SiO2）,这些杂质在工业除盐水中必须被除掉。但是反渗透过程对于这些杂质清除效果较差，因此，EDI的作用就是通过除去电解质（包括弱电解质）的过程，将水中的电阻率从0.051.0 MCM提高到518 MCM。EDI是在电渗析ED基本上进一步发展起来的，内部由阴、阳膜、电极、离子交换树脂
4、组成。离子交换膜和离子交换树脂工作原理相近，可以选择性透过离子,其中阳膜只允许阳离子透过，不允许阴离子透过，阴膜只允许阴离子透过.在一对阴阳膜之间充填混合离子交换树脂就形成一个EDI单元，阴阳膜之间混合离子交换树脂占据的空间被成为淡水室。将一定数量的EDI单元罗列在一起,使阴阳膜交替排列，并使用网状物将每个EDI单元隔开,两个EDI单元之间的空间被称为浓水室.在给定的直流电压的推动下，在淡水室中，离子交换树脂中的阴阳离子分别向正，负极迁移，并透过阴阳膜进入浓水室，同时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的空位,事实上离子交换和吸附是同时并连续发生的,通过这样的过程,给水中的
5、离子穿过离子交换膜进入浓水室被去除而成为除盐水.带负电荷的阴离子（OH，CL-）被正极吸引而通过阴膜，进入邻近的浓水室，此后这些离子在连续向正极迁移中迁到邻近的阳膜,而阳膜不允许阴离子通过，这些离子被阻隔在浓水中，淡水中的阳离子(如Na+，H+）以类似的方式被阻隔在浓水室中,透过阴阳膜的离子维持电中性。EDI组件电流量和离子迁移量成正比.电流量由两部分组成，一部分用于被除去离子的迁移，另一部分源于水本身电离产生的H+和OH-离子的迁移。在EDI组件中存在较高的电位差，在其作用下，水会电解产生大量的H+和OH-离子，这些就地产生的H+和OH离子对离子交换树脂有再生的作用.EDI组件中的离子交换树
6、脂可以分为两部分，一部分称作工作树脂,另一部分称为抛光树脂,二者的界限为工作前沿，工作树脂承担除去大部分离子的任务，而抛光树脂则承担除去弱电解质较难去除离子的任务。三EDI的运行条件1. EDI运行参数EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件，其中包括系统设计参数、给水质量、给水压力、EDI运行电流及电压等.当电流通过EDI膜块时会产生热量，在EDI运行过程中必须用水流将热量带出，因此，EDI淡水、浓水、极水水流不畅或停止时必须停止供电清洗，否则将EDI膜块烧毁.EDI直流电源的纹波系数要小于等于5%，要获得高质量的纯水,就要有一个最佳电流量，若实际运行电流小于此电流，产品水中离子不能完全被
7、去除，部分离子被树脂吸附，短时间产水水质较好，当树脂失效后，产水水质大幅下降，若实际运行电流高于最佳电流量，多余的电流引起离子极化现象使产品水的电阻率降低。1.1 EDI运行最佳电流量估算方法如下：可以将水中所有离子（Na+、CL、HCO3等）和在EDI组件中可转化成离子的物质（如CO2,SiO2等)的总和称为总可交换物TES（Total Exchangeable Substance)。TES以碳酸钙计，单位是不是ppm或mg/l,TES是总可交换阴离子TEA（Total Exchangeable Anion)和总可交换阳离子TEC（Total Exchangeable Cation）的总和。
8、每个组件最佳工作电流与给水的TES和纯水水质要求有关，如果给水水质较好，运行电流量可能接近或低于2A,如果给水水质差，运行电流可能接近6A，当水质太差时，EDI无法正常工作.因为CO2，SiO2对TEA有贡献，因此TEA经常大于TEC,因而用TEA计算最佳工作电流更准确，可以用下面的公式估算最佳工作电流:最佳工作电流：C(A）=0。22*TEA（ppm) 实际上，工作电流还与TES的组成有关，因此以上经验公式只能提供一个粗略的估算值，实际电流根据现场情况而定。每两个月在EDI产水时，略调大EDI电流,让树脂完全再生一次，此时所产的淡水是不合格的水,应全部排放。1.2 维持EDI稳定运行状态的方
9、法稳定状态是指进出组件的离子达到物料平衡,运行条件改变后，组件需要运行8-24小时才能达到稳定状态。如果电流降低或给水离子总量增加，抛光层树脂将会吸收多余的离子,在这种状态下，离开组件工作树脂层的离子数将小于进入组件的离子数，最后达到新的稳定状态时离子迁移速率和给水离子相协调。此时，离子交换树脂的工作前沿将向出水端移动,抛光层树脂总量减少。如果电压升高或给水离子浓度减少，树脂将会释放一些离子进入浓水，离开组件工作树脂层的离子数将大于进入组件的离子数，最后达到新的稳定状态时离子迁移速率和给水离子相协调。此时，离子交换树脂的工作前沿将向给水端移动，抛光层树脂总量增加.2EDI给水的要求2.1 TE
10、A（总可交换阴离子，以CaCO3计）：25ppm。TEA计算公式如下：TEA=50（Ccl-/35。5+2Cso42-/96+1。7Cco2/44+1.7CHCO3/61+1.5Csio2/60+)其中所有物质浓度单位均以mg/L计。2。2 PH值：6。09。0EDI最佳工作PH为：8。09.0。2.3温度：535.2。4进水压力小于4Kfg/cm22。5 出水压力：浓水和极水压力一般低于产品水的出口压力0.5-0.7 Kfg/cm2。2.6 硬度（以以CaCO3计）:小于1ppm。大于此数，EDI有可能无效。2.7 有机物（TOC）:0。5ppm.2.8 氧化剂：Cl20。5ppm，O30。
11、02ppm氯和臭氧会氧化离子交换树脂和阴阳膜，使EDI组件功能降低,氧化还会使TOC含量明显升高，污染离子交换树脂和阴阳膜,降低离子迁移速度，另外，氧化还会使树脂破裂,通过组件的压力损失增加。2.9变价金属Fe0。01ppm，Mn0.01ppm铁锰离子对离子交换树脂有中毒作用，而对EDI，尤其严重，因为EDI树脂较少，阴膜附近PH高这些都加快树脂中毒。它可能会在几小时内中毒，另外，变价金属对离子交换树脂有氧化催化作用，会造成树脂永远性损伤。2。10 H2S0.01ppm2.11 SiO20。5ppm2.12 污染指数SDI 15min1。02。13色度5APHA2.14 CO210ppm2.1
12、5电导率40s/CM，给水电导率只能作为一个参考指标，而TEA是更为准确衡量给水质量的指标.3。EDI加盐（NaCL）运行方式当进水电导率低时，EDI膜块的电流较小,这样会影响产品水水质，这时候可以选择加盐装置，加盐量以控制浓水电导率在200-350s/CM之间,同时保证纯水电阻率为准。4。优化EDI运行条件 产品水流量应该在给定范围的下限 电流应该适中 浓水流量应为给定范围的上限 二氧化碳的含量应该尽量减少 PH值尽量接近上限 如果较低质量的纯水也能满足要求,为节约能源，可以提高产品水流量或降低电流。四EDI设备优势1EDI和混床比较混床系统在再生结束以后，都要经过3060分钟的漂洗,电阻率
13、才能逐渐上升到规定的水质要求，在临近终点时,首先是SiO2和Na+泄漏，然后是电阻率大幅下降，所以要保持电阻率稳定，至少要有2台混床串联，才能得以保证。而EDI系统在开机后立即上升到较高的水质，另由于其处理及再生同期进行,大大，减少了系统停运时间。混床系统在再生时需要酸和碱液，而且操作繁琐，一般人很难掌握，并且有酸碱废液产生需要中和后排放.EDI系统自动再生，中性废液排放，操作简单,运行成本低。 2. EDI和电渗析比较电渗析和EDI比较是在淡水室少装离子交换树脂，电渗析在工作的时候，淡水室的水会电离成H+和OH参加穿过阴阳膜,白白浪费电能.另外，OH-穿过阴膜进入浓水室，使浓水室的阴膜表面略
14、带碱性，因此在这里易于产生Mg（OH）2和CaCO3一类沉淀物，形成水垢,同理，在淡水室的阳膜附近,由于H+透过膜转移到浓水室中，因此这里留下的OH也使PH升高，所以会产生铁的氢氧化物等沉淀。结垢的结果会减少渗透面积，增加水流阻力和电阻，使电耗增加，需要经常定期倒换电极、用酸洗膜、甚至将其拆卸清洗水垢。EDI淡水室的水会电离成H+和OH再生离子交换树脂，节约电源,减少结垢可能，达到连续产水的效果。 3. EDI和三级反渗透比较RO半透膜具备以下特性： 透水率大，脱盐率高； 机械强度大; 耐酸碱，耐微生物的侵袭； 使用寿命长； 制取方便，价格较低； 但对进口端悬浮物要求较高,污染指数小于3为宜。
15、三级反渗透串联组合出水在1s/CM左右,而EDI出水能达到16M*CM，三级反渗透串联组合可以作为EDI上一级处理。五EDI在完整的制药纯化水的位置水处理的规模取决原水水质、生产用水量、及工艺对水质的要求，其中原水水质及工艺对水质的要求决定制水流程的繁简,而用水量决定设备的大小.一般来说当原水为市政自来水时，预处理设备较少，而当工艺对水质的要求较高时，用于去离子、除菌及除微粒的设备较全。中国药典2000标准对药品生产用纯化水的主要用途及水质标准都有明确规定.纯化水的制备通常由前处理、脱盐和后处理三大部分组成.脱盐工序有电渗析、反渗透、离子交换、EDI等。以本公司1M3/T为例,具体流程如下：原水(市政自来水） 砂滤 碳滤 Na床软化器 保安过滤器（5） 保安过滤器（1） RO一级反渗透 UV杀菌机 EDI设备 0。2精密过滤器 储水箱 纯化水泵 0.2精密过滤器 车间及QC各使用点。砂滤、碳滤、Na床软化器、保安过滤器作为前处理以去除原水中的悬浮物、胶体、微生物等为主,并清除过高的硬度和浊度。RO一级反
